Pg电子平台：具有灭弧功能的电涌抑制器的制作方法
金属氧化物压敏电阻器(MOV)，目前正在电源防雷装置中被广泛地作为过电压抑 制元件的使用，MOV是一种由多晶半导体陶瓷构成的固态元件。这种固态元件，在正常状态 下，只流过很小的泄漏电流。但是，当MOV失效以后，MOV中就从电源处获取很大的工频事 故电流而发生着火的事件。为了防止着火时间的发生，一般设置有MOV的电涌保护器(SPD) 的技术方案是采用机械式的热保护机构。由于热保护机构与MOV之间的有良好的热耦合， 一旦热保护机构感受到MOV产生的热所引起的MOV的温度升高达到某一数值时，导致热保 护机构中的低熔点合金熔化或软化，热保护机构发生动作，在MOV电极与热保护机构之间 形成一个间隙，这就断开了供给MOV电流的电源电路，使MOV的温度不再升高。然而，当断 开的电流比较大时，可能在断开的间隙之间产生电弧，如果电弧不能及时熄灭，工频事故电 流继续流动，MOV着火的问题仍旧不能解决。当前，大量的电子设备广泛地使用大规模或超大规模集成电路构成的昂贵的计算 机与与计算机相关的电子设备，这些电子设备对过电压的耐受能力相当薄弱，必须采用电 涌保护装置。通常，把电涌保护装置连接在配火线与地线或中性线之间。在运行过程中， MOV上一直是施加电源系统电压的，也就是说，MOV —直处于供电的状态。MOV的特点是，能 够耐受数千安培甚至更大的脉冲电流，但不能耐受较长时间的工频电流或暂时过电压。一 旦MOV失效，电阻值降低时，MOV就从电源装置获取工频事故电流，这可能比平时流过的泄 漏电流高数十或数千倍。这种工频事故电流流过MOV时，MOV就容易损坏失效，并可能快速 升温发生着火的事件。为了防止失效了的MOV因流过工频事故电流而引起着火的事件，近年来，几乎全 世界浪涌保护装置的制造商在设计制造浪涌保护装置都采用了热保护措施。例如在专利号 码为US 6，430，019*Martenson，et al.等人题名为《电路保护装置》(circuit protective device)，在这里公开了一种用于抑制电压浪涌的抑制装置。如图1所示，它的结构是一种 模块式的，在外壳里面设置有M0V112和热开关机构152，并且热开关里设计了一块可移动 的非导电性挡板188，在焊点182断开时，能够把挡板188推进到热开关机构与MOV之间断 开的间隙。但是该挡板只是垂直运动插入到间隙中，没有吹灭电弧的效果。
实用新型内容本实用新型是提供一种具有灭弧功能的电涌抑制器，能及时吹灭电弧，提供更安 全可靠的电路保护。本实用新型实施例提供了一种具有灭弧功能的电涌抑制器，包括外壳罩和一个带 装配板的底座，所述底座上设置有电涌抑制元件、热保护装置和一个低温焊点，所述电涌抑 制元件具有a电极和b电极，其a电极的延长部分伸出底座外成为所述电涌抑制器的一个引出A脚，所述热保护装置具有一个导电金属构件，其延长部分伸出底座外成为所述电涌抑制器的另一个引出B脚。所述热保护装置还包括一个与电涌抑制元件的b电极电连接的金属凸起部件、一 个压缩弹簧、一个在装配板导轨槽上可移动的滑块和一个位于所述滑块顶端的灭弧构件； 所述电涌抑制器在额定电压、电流下工作状态下，所述导电金属构件和金属凸起部件通过 所述低温焊点电连接；当所述电涌抑制元件因为失效，而流过工频事故电流，所述低温焊点 熔化，所述导电金属构件断开与金属凸起部件的连接，所述弹簧推动滑块上的灭弧构件移 动，阻隔断开的间隙，并产生一个气流，吹灭所述导电金属构件与所述金属凸起部件断开间 隙之间的电弧。进一步的改进，所述带装配板的底座可以推入所述外壳罩中，所述装配板把外壳 罩的内部分隔成两个相邻的空腔，即第一和第二空腔，其中所述第一空腔放置所述电涌抑 制元件，所述第二空腔放置所述热保护装置；所述电涌抑制元件通过所述金属凸起部件插 入第二空腔中与所述热保护装置电连接。进一步，所述第一空腔放置经过防潮包封处理后的所述电涌抑制元件和树脂材 料；或者放置未经防潮包封处理的所述电涌抑制元件裸片，并单独灌注树脂，或灌注树脂和 石英沙的混合物。进一步的改进，所述装配板上的导轨槽是一个向导电金属构件方向倾斜的导轨 槽，当所述电涌抑制元件因为失效，其电阻降低而流过工频事故电流时，所述电涌抑制元件 升温，使所述低温焊点熔化，所述压缩弹簧推动滑块上的灭弧构件斜向上移动，推开所述导 电金属构件，阻隔与所述金属凸起部件断开的间隙，并因为移动产生一个气流，吹灭所述导 电金属构件与所述金属凸起部件断开间隙之间的电弧。所述导轨槽与底座底面成45-75度 角，与压缩弹簧配合推动滑块移动。进一步，所述电涌抑制元件是金属氧化物压敏电阻器M0V;或者是气体放电管 GDT ；或者是气体放电管GDT和金属氧化物压敏电阻器MOV串联在一起的组合体。进一步，所述导电金属构件为L型弹性导电金属构件，当所述低温焊点熔化，所述 L型弹性导电金属构件向侧边弹开，自动断开与金属凸起部件的连接；或者所述导电金属 构件为软导电体金属构件，当所述低温焊点熔化，所述软导电体金属构件由所述滑块上的 灭弧构件推离，断开与金属凸起部件的连接。进一步，所述灭弧构件是由底面和三个侧壁与装配板围成的一个灭弧罩，里面是 一个开口向上的空腔，当所述弹簧推动滑块上的灭弧构件移动到位后，其灭弧构件的空腔 将所述金属凸起部件罩住。再进一步，所述灭弧构件可以为普通绝缘防火塑料制成，当然为了具有更好的灭 弧效果，所述灭弧构件采用在电弧烧蚀下能产生阻燃气体的聚合体高分子材料构成，例如 所述聚合体高分子材料是迭尔林POM或尼龙PA。进一步，所述滑块下端还设置一个压缩弹簧导向柱，连接压缩弹簧；滑块上端还设 置一个工作状态指示杆，用于当所述滑块移动时，伸出外壳罩来指示热保护装置的工作状 态。作为一种设计方式，所述第二空腔的侧壁还设置一个减震弹簧和微动开关，所述 微动开关通过导线连接位于装配板顶部的两针连接器，当滑块移动时，减震弹簧伸长，触发微动开关，控制两针连接器连接的告警电路工作。作为另一种设计方式，所述装配板顶部设置了金属传动片和微动开关，当滑块移动接触到金属传动片时，触发微动开关连接的告警电路工作。本实用新型实施例提供的具有灭弧功能的电涌抑制器，它的热保护装置采用了带 空腔的灭弧构件，不仅灭弧构件移动时具有拉长、吹灭电弧功能，而且灭弧构件的空腔将所 述金属凸起部件罩住，将金属凸起部件四周与导电金属构件完全隔离开，防止电弧乱串导 通电路，能更安全及时的切断电路，解决了电涌抑制元件因继续导通工频事故电流而发生 着火的问题。所述装配板上的导轨槽是一个向导电金属构件方向倾斜的导轨槽，当所述压 缩弹簧推动滑块上的灭弧构件斜向上移动，一方面提供一个侧面的推力推开所述弹性导电 金属构件，增加脱开的安全距离，增加电弧阻抗来减小电弧电流，另一方面阻隔与所述金属 凸起部件断开的间隙。相比现有技术中采用非导电性挡板来强行隔开电弧，本发明实施例提供的具有热 保护功能的电涌抑制器让电弧拉长而吹灭，同时冷却熄灭电弧，减少因为电流突变产生一 个反电动势，可能引起对系统反击造成的损坏。所述装配板把外壳罩的内部分隔成两个相邻的独立空腔，即第一和第二空腔，其 中第一空腔放置电涌抑制元件，第二空腔放置热保护装置，这样的两个独立空腔结构起到 绝缘和阻燃的效果，防止电弧烧坏其它电子元件。另外所述第一空腔放置经过防潮包封处 理后的所述电涌抑制元件和树脂材料；或者放置未经防潮包封处理的所述电涌抑制元件裸 片，并单独灌注树脂，或灌注树脂和石英沙的混合物，这样对电涌抑制元件在故障情况下防 火是有用的。而且在大冲击电流下，电涌抑制元件不易炸裂。相对现有的MOV元件是采用 普通的环氧包封处理，在大电流冲击下，包封层有炸裂的可能。
图1是现有技术中电路保护装置的结构示意图；图2是本实用新型实施例一提供的一种具有灭弧功能的电涌抑制器正常工作时 的侧面结构示意图；图3是本实用新型实施例二提供的一种具有灭弧功能的电涌抑制器正常工作时 的侧面结构示意图；图4是本实用新型实施例一提供的具有灭弧功能的电涌抑制器的热保护装置被 触发后的侧面结构示意图；图5是本实用新型实施例提供的具有灭弧功能的电涌抑制器俯视剖面图；图6是本实用新型实施例提供的带灭弧构件的滑块结构示意图；图7是本实用新型实施例提供的具有灭弧功能的电涌抑制器的部件分解结构示 意图。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型作进一步地详细描述。如图2所示，本实用新型实施例一提供了一种具有灭弧功能的电涌抑制器，其包括一个由工程塑料制成的外壳罩1和一个带装配板2的底座3，所述底座上设置有电涌抑制元件(图2中位于背面看不到)和热保护装置4，所述电涌抑制元件的a电极的延长部分伸 出底座外成为所述电涌抑制器的一个引出A脚5，所述热保护装置具有一个导电金属构件 41，其延长部分伸出底座外成为所述电涌抑制器的另一个引出B脚6。所述热保护装置4还包括一个与电涌抑制元件的b电极电连接的金属凸起部件 42，一个压缩弹簧43，一个由工程塑料制成的带灭弧构件44的滑块45，可在装配板的导轨 槽7上移动，在所述具有灭弧功能的电涌抑制器正常工作时，所述导电金属构件41和金属 凸起部件42通过一个低温焊点8电连接，低温焊点可以采用低熔点合金，其熔点数值比电 涌抑制元件着火温度值低，一般为90 180度之间。所述装配板上的导轨槽7是一个向导电金属构件方向倾斜的导轨槽，当所述电涌 抑制元件因为失效，其电阻降低而流过工频事故电流时，电涌抑制元件升温，使所述低温焊 点熔化，所述导电金属构件脱离连接的同时，所述压缩弹簧推动滑块上的灭弧构件斜向上 移动，推开所述导电金属构件41，并阻隔与所述金属凸起部件断开的间隙。所述导轨槽与底 座底面成45-75度角，比如可以是倾斜70度，导轨槽与压缩弹簧配合推动滑块移动。所述电涌抑制元件可以是金属氧化物压敏电阻器MOV ；或者是气体放电管GDT ；或 者是气体放电管GDT和金属氧化物压敏电阻器MOV串联在一起的组合体。本实施例中的电 涌抑制元件是采用金属氧化物压敏电阻器M0V。所述导电金属构件41为L型弹性导电金属构件，当所述低温焊点熔化，所述L型 弹性导电金属构件向侧边弹开，自动断开与金属凸起部件的连接。所述第二空腔的侧壁还 设置一个减震弹簧9和微动开关10，所述微动开关通过两根导线连接位于装配板顶 部的两针连接器13。所述减震弹簧9起缓冲作用，在正常状态下，雷电流冲击的时候，导电 金属构件41会在雷电流的作用下，有可能发生振颤、热变形等作用，而微动开关10的按钮 是顶住滑块的侧壁，由于实际中，导轨与滑块之间是有缝隙的，所以当滑块有可能出现左右 移动时，需微动开关的按钮不能松动。当滑块向上移动时，微动开关10触发，控制两针连接 器13连接的告警电路工作。如图3所示，作为第二实施例，与第一实施例的区别在于所述导电金属构件41还可以是中间一段为软导线结构的金属构件，本身没有 弹性，当所述低温焊点熔化，所述软导电体金属构件由所述滑块上的灭弧构件推离，断开与 金属凸起部件的连接。所述第二空腔的侧壁没有设置减震弹簧和微动开关，没采用两针连接器。而是所述装配板顶部设置了金属传动片50和微动开关，这个金属传动片50起到 杠杆的作用，当滑块移动接触到金属传动片时，推动触发微动开关连接的告警电路工作。如图4所示，当所述电涌抑制元件因为失效，其电阻降低而流过工频事故电流时， 电涌抑制元件升温，使所述低温焊点熔化，所述导电金属构件41断开与金属凸起部件42的 连接，所述压缩弹簧43推动滑块上的灭弧构件44斜向上移动，推开所述导电金属构件41， 阻隔与所述金属凸起部件断开的间隙，并产生一个气流，吹灭所述导电金属构件41与所述 金属凸起部件42断开间隙之间的电弧。当滑块向上移动时，触发微动开关10，控制两针连 接器13连接的告警电路工作。如图5所示，在上述所有实施例中，所述带装配板的底座可以推入所述外壳罩1中，所述装配板2把外壳罩的内部分隔成两个相邻的独立空腔，即第一和第二空腔，其中第一空腔放置电涌抑制元件14，所述电涌抑制元件可以是金属氧化物压敏电阻器MOV ；或者 是气体放电管GDT ；或者是气体放电管GDT和金属氧化物压敏电阻器MOV串联起来的组合 体。第二空腔放置热保护装置4 ；所述电涌抑制元件通过金属凸起部件插入第二空腔中与 所述热保护装置电连接。所述第一空腔放置经过防潮包封处理后的电涌抑制元件14和树脂材料15 ；或者 放置未经防潮包封处理的电涌抑制元件裸片，并单独灌注树脂，比如环氧树脂或硅树脂，或 灌注树脂和石英沙的混合物。如图6所示，在上述所有实施例中，所述滑块45上的灭弧构件44是由底面441和 三个侧壁442与装配板围成的一个灭弧罩，里面是一个开口向上的空腔443，当所述压缩弹 簧推动滑块上的灭弧构件移动时能产生一个气流，吹灭电弧。当所述弹簧推动滑块上的灭 弧构件移动到位后，其灭弧构件的空腔将所述金属凸起部件罩住，不仅具有吹灭电弧作用， 还将所述金属凸起部件罩住完全保护起来，隔离电弧，断开了与金属氧化物压敏电阻器的b 电极的连接，防止较长电弧乱串导通电路。所述灭弧构件可以为普通绝缘塑料制成，当然为了使灭弧构件移动时产生更大的 气流以及具有更好的灭弧效果，所述灭弧构件还可以为在电弧烧蚀下能产生阻燃气体或冷 却气体的聚合体材料构成，比如所述聚合体产气材料是树脂、迭尔林POM或尼龙PA。当压 缩弹簧驱使滑块移动，其灭弧构件罩住电弧，电弧对插入的灭弧室的侧壁进行烧蚀，产生大 量POM或PA聚合物的蒸汽，一方面有利于电弧的冷却；另一方面大量的气体并驱使电弧等 离子体向外加速扩散运动，使得电弧能够被迅速拉长吹灭。所述滑块下端还设置一个压缩弹簧导向柱451，连接压缩弹簧43 ；滑块上端还设 置一个工作状态指示杆452，用于当所述滑块移动时，通过外壳罩顶端的信号输出孔伸出 去，指示热保护装置的工作状态，如果工作状态指示杆伸出外壳罩则表示热保护装置已触 发工作，电路断开了。如图7所示，为本实用新型实施例一提供的具有灭弧功能的电涌抑制器的部件分 解结构示意图，其包括一个由工程塑料制成的外壳罩1和一个带装配板2的底座3，所述带 装配板的底座可以推入所述外壳罩1中。所述底座上设置有热保护装置，单独封装的电涌 抑制元件14可直接放入外壳罩内的第一空腔。所述电涌抑制元件的a电极的延长部分伸 出底座外成为所述具有灭弧功能的电涌抑制器的一个引出A脚5，所述热保护装置的一个 弹性导电金属构件41的延长部分伸出底座外成为所述具有灭弧功能的电涌抑制器的另一 个引出B脚6。所述热保护装置还包括一个与金属氧化物压敏电阻器的b电极电连接的金属凸 起部件42，一个压缩弹簧43，一个由工程塑料制成的带灭弧构件的滑块45，可在装配板的 导轨槽上移动。所述金属凸起部件42穿过装配板上的竖孔46插入第二空腔中与所述热保 护装置电连接。上述实施例提供的具有灭弧功能的电涌抑制器，具有以下优点1、由于采用了带空腔的灭弧构件，不仅灭弧构件移动时具有冷却吹灭电弧功能， 而且灭弧构件的空腔将所述金属凸起部件罩住，将金属凸起部件四周与弹性导电金属构件 完全隔离开，防止电弧乱串导通电路，能更安全及时的切断电路，解决了电涌抑制元件因继续导通工频事故电流而发生着火的问题。2、所述装配板上的导轨槽是一个向弹性导电金属构件方向倾斜的导轨槽，当所述压缩弹簧推动滑块上的灭弧构件斜向上移动，一方面提供一个侧面的推力推开所述弹性导 电金属构件，另一方面阻隔与所述金属凸起部件断开的间隙。这样当遇到弹性导电金属构 件弹性失效的情况，还能将弹性导电金属构件与电涌抑制元件隔离出一个安全距离的间 隙。3、所述装配板把外壳罩的内部分隔成两个相邻的独立空腔，即第一和第二空腔， 其中第一空腔放置电涌抑制元件，第二空腔放置热保护装置，这样的两个独立空腔结构起 到绝缘和阻燃的效果。另外所述第一空腔放置经过防潮包封处理后的所述电涌抑制元件和 树脂材料；或者放置未经防潮包封处理的所述电涌抑制元件裸片，并单独灌注树脂，或灌注 树脂和石英沙的混合物，这样对电涌抑制元件在故障下防火是有用的。而且在大冲击电流 下，电涌抑制元件不易炸裂.现有MOV元件是采用普通的环氧包封处理，在大电流冲击下， 包封层有炸裂的可能。以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之 权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前 提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种具有灭弧功能的电涌抑制器，包括外壳罩和一个带装配板的底座，所述底座上设置有电涌抑制元件、热保护装置和一个低温焊点，所述电涌抑制元件具有a电极和b电极，所述热保护装置具有一个导电金属构件，其特征在于，所述热保护装置还包括一个与电涌抑制元件的b电极电连接的金属凸起部件、一个压缩弹簧、一个在装配板导轨槽上可移动的滑块和一个位于所述滑块顶端的灭弧构件；所述电涌抑制器在额定电压、电流下工作状态下，所述导电金属构件和金属凸起部件通过所述低温焊点电连接；当所述电涌抑制元件因为失效，而流过工频事故电流，所述低温焊点熔化，所述导电金属构件断开与金属凸起部件的连接，所述弹簧推动滑块上的灭弧构件移动，阻隔断开的间隙，并吹灭所述导电金属构件与所述金属凸起部件断开间隙之间的电弧。
2.根据权利要求1所述的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所述带装配板的 底座可以推入所述外壳罩中，所述装配板把外壳罩的内部分隔成两个相邻的空腔，即第一 和第二空腔，其中所述第一空腔放置所述电涌抑制元件，所述第二空腔放置所述热保护装 置；所述电涌抑制元件通过所述金属凸起部件插入第二空腔中与所述热保护装置电连接。
3.根据权利要求2所述的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所述第一空腔放 置经过防潮包封处理后的所述电涌抑制元件和树脂材料；或者放置未经防潮包封处理的所 述电涌抑制元件裸片，并单独灌注树脂，或灌注树脂和石英沙的混合物。
4.根据权利要求1所述的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所述装配板上的 导轨槽是一个向导电金属构件方向倾斜的导轨槽，所述压缩弹簧推动滑块上的灭弧构件斜 向上移动，推开所述导电金属构件，阻隔与所述金属凸起部件断开的间隙。
5.根据权利要求4所述的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所述导轨槽与底 座底面成45-75度角，与压缩弹簧配合推动滑块移动。
6.根据权利要求1至4所述任意一项的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所 述电涌抑制元件是金属氧化物压敏电阻器MOV ；或者是气体放电管GDT ；或者是气体放电管 ⑶T和金属氧化物压敏电阻器MOV串联在一起的组合体。
7.根据权利要求1至4所述任意一项的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所述 导电金属构件为L型弹性导电金属构件；或者所述导电金属构件为软导电体金属构件。
8.根据权利要求1至4所述任意一项的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所述 灭弧构件是由底面和三个侧壁与装配板围成的一个灭弧罩，里面有一个开口向上的空腔。
9.根据权利要求1所述的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所述灭弧构件采 用在电弧烧蚀下能产生气体的高分子聚合体材料构成。
10.根据权利要求1至4所述任意一项的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所 述滑块下端还设置一个压缩弹簧导向柱，连接压缩弹簧；滑块上端还设置一个工作状态指 示杆。
11.根据权利要求1至4所述任意一项的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所 述第二空腔的侧壁还设置一个减震弹簧和微动开关，所述微动开关通过导线连接位于装配 板顶部的两针连接器。
12.根据权利要求1至4所述任意一项的具有灭弧功能的电涌抑制器，其特征在于，所 述装配板顶部设置了金属传动片和微动开关。
专利摘要本实用新型公开了一种具有灭弧功能的电涌抑制器，包括一个外壳罩和一个带装配板的底座，所述底座上设置有电涌抑制元件和热保护装置，所述热保护装置包括一个与电涌抑制元件的b电极电连接的金属凸起部件，一个压缩弹簧，一个在装配板导轨槽上可移动的带灭弧构件的滑块；在正常工作时，导电金属构件和金属凸起部件通过一个低温焊点电连接，当所述电涌抑制元件因为失效，流过工频事故电流时使低温焊点熔化，导电金属构件断开与金属凸起部件的连接，所述弹簧推动滑块上的灭弧构件移动，阻隔断开的间隙，并产生一个气流，吹灭导电金属构件与所述金属凸起部件断开间隙之间的电弧，提供更安全、及时、可靠的电路保护。
